电路与模拟电子学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:王成华

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2003-8

价格:30.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030115430

丛书系列:

图书标签:

• 电路分析
• 模拟电子学
• 电子技术
• 电路设计
• 模拟电路
• 电子工程
• 信号处理
• 滤波器
• 运算放大器
• 半导体器件

《数据结构与算法分析》简介 绪论：数字世界的基石 在信息技术日新月异的今天，数据已成为驱动社会进步的核心要素。然而，原始数据的堆砌并不能直接转化为有效的洞察或高效的服务。如何组织、存储、检索和处理海量数据，使其发挥最大效能，是每一位计算机科学工作者必须直面的核心挑战。本书《数据结构与算法分析》正是为解决这一根本问题而编写的权威指南。它并非关注于具体的硬件实现或底层的电子元件，而是深入探讨信息在计算系统中的逻辑组织方式（数据结构）以及解决问题所遵循的精确步骤与效率（算法分析）。 本书的立足点在于建立一套严谨的理论框架，用以理解和评估不同计算策略的优劣。我们相信，理解数据结构与算法的本质，是构建健壮、可扩展、高性能软件系统的先决条件。 --- 第一部分：基础范式与效率度量 本部分为后续深入内容奠定坚实的理论基础，重点在于如何量化“好”的程序和“差”的程序之间的区别。 第一章：计算复杂性概述与渐近分析 本章首先界定了算法效率的两个核心维度：时间复杂度和空间复杂度。我们摒弃了对具体机器执行时间的依赖，转而采用渐近分析法。通过引入大O记法（$O$）、大Ω记法（$Omega$）和小o记法（$o$）等数学工具，我们学习如何描述算法在输入规模趋于无穷大时的性能趋势。重点剖析了常见的时间复杂度类型，如常数时间 $O(1)$、对数时间 $O(log n)$、线性时间 $O(n)$、线性对数时间 $O(n log n)$、平方时间 $O(n^2)$ 以及指数时间 $O(2^n)$，并解释了为什么在实际工程中对 $O(n log n)$ 级别的算法追求至关重要。 第二章：递归与主定理 递归是算法设计中一种极其强大且优雅的范式。本章详细阐述了递归的原理、结构以及如何正确地定义基准情况。随后，我们引入主定理（Master Theorem），这是一个用于快速求解特定形式的线性齐次递归关系（通常由分治算法产生）的强力工具。通过大量的实例，读者将能够熟练运用主定理来分析归并排序、快速排序等核心算法的时间复杂度，从而真正掌握“分治”思想的量化评估。 --- 第二部分：线性与抽象数据类型（ADT） 抽象数据类型（ADT）是连接理论模型与具体实现的桥梁。本部分聚焦于最基础、最常用，且在工程中应用极为广泛的线性数据结构。 第三章：线性表与数组 本章从最原始的存储单元——数组开始。我们探讨了静态数组与动态数组的区别，以及在基于数组的实现中插入、删除操作的固有局限性（时间复杂度分析）。随后，我们抽象出线性表（List）的ADT，并详细分析了其两种主要实现方式：基于数组的顺序存储和基于指针的链式存储（单链表、双向链表）。重点比较了两者在空间开销和操作效率上的权衡。 第四章：栈（Stack）与队列（Queue） 栈（LIFO）和队列（FIFO）是描述操作顺序的两种基本结构。本章深入研究了它们的ADT定义、基本操作（Push/Pop, Enqueue/Dequeue）。我们不仅展示了如何使用数组和链表实现这两种结构，更重要的是，探讨了它们在实际问题中的应用，例如：函数调用栈的实现机制、表达式求值（中缀转后缀/前缀）以及广度优先搜索（BFS）中的队列应用。 --- 第三部分：非线性数据结构的精要 非线性结构允许更复杂的相互关联，是处理层次化、网状化数据的关键。 第五章：树形结构与二叉树 树是描述层次关系的最自然的数据结构。本章首先定义了树的术语（根、节点、度、深度）。核心内容集中在二叉树，特别是完全二叉树和满二叉树。我们详细介绍了各种遍历算法：先序、中序、后序遍历，并证明了中序遍历序列与某种特定的遍历序列组合可以唯一确定一棵二叉树的结构。 第六章：二叉搜索树（BST）与平衡性 基于查找效率的考量，本章引入了二叉搜索树（BST）。我们分析了理想情况下（数据随机插入）BST的查找性能，即 $O(log n)$。然而，本书的重点在于揭示其“最坏情况”的陷阱——当数据按顺序插入时，BST会退化为链表，性能急剧恶化至 $O(n)$。为了克服这一缺陷，我们首次引入了平衡性的概念，并为后续章节中更高级的平衡树（如AVL树和红黑树，将在高级章节中讨论）埋下伏笔。 第七章：堆（Heap）与优先队列（Priority Queue） 堆是实现高效优先队列的理想结构。本章专注于二叉堆的结构定义（遵循堆属性和完全二叉树的形状约束）。我们详细分析了如何使用数组高效地表示堆，并重点讲解了“上滤（sift-up）”和“下滤（sift-down）”操作，这些操作保证了插入和删除最大/最小元素可以在 $O(log n)$ 时间内完成。优先队列的应用，如事件调度和图算法的优化，将得到充分阐述。 --- 第四部分：高效查找与排序的艺术 查找和排序是计算机科学中最古老也最常被优化的两大主题。本部分聚焦于实现接近理论最优性能的算法。 第八章：散列表（Hash Table） 散列表提供了平均 $O(1)$ 查找、插入和删除的惊人效率。本章深入探讨了散列函数的设计原理（均匀性、扩散性）。重点分析了解决冲突的两种主要方法：链地址法（Separate Chaining）和开放地址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列）。我们引入了“装载因子”的概念，并分析了它如何直接影响散列表的实际性能。 第九章：比较排序算法 本章系统回顾并深入分析了经典的比较排序算法：插入排序、选择排序、冒泡排序（分析其 $O(n^2)$ 的局限性）；以及两个具有里程碑意义的 $O(n log n)$ 算法： 1. 归并排序（Merge Sort）：强调其稳定性以及“分治”策略的完美体现。 2. 快速排序（Quick Sort）：分析了枢轴（Pivot）选择的重要性，以及如何通过优化枢轴选择来使最坏情况的发生概率降到最低。 第十章：非比较排序（线性时间排序） 当输入数据具有特定约束时，我们可以突破 $Omega(n log n)$ 的理论下限。本章介绍了适用于整数或特定范围数据的线性时间排序算法：计数排序（Counting Sort）、基数排序（Radix Sort）和桶排序（Bucket Sort）。对这些算法的适用条件和具体实现进行了详尽的讨论。 --- 第五部分：图论算法的深度剖析 图是描述复杂关系网络（如社交网络、交通路线、计算机网络）的终极数据结构。 第十一章：图的表示与基础遍历 本章定义了图的基本术语（顶点、边、权重、有向/无向、连通性）。重点讲解了图的两种主要存储方式：邻接矩阵和邻接表，并对比了它们在稀疏图和稠密图中的空间和时间效率差异。随后，深入剖析了两种基础的图遍历算法：深度优先搜索（DFS）及其在寻找连通分量、拓扑排序中的应用，以及广度优先搜索（BFS）及其在求无权最短路径中的核心地位。 第十二章：最短路径算法 本章专注于计算图中两点或单源点到所有其他点的最短路径问题： 1. Dijkstra 算法：求解非负权图中的单源最短路径，分析其使用优先队列优化后的 $O((V+E) log V)$ 复杂度。 2. Bellman-Ford 算法：用于处理含有负权边的图，并能有效检测负权环的存在。 第十三章：最小生成树（MST） 对于连通的、带权无向图，最小生成树旨在用最少的总边权连接所有顶点。本章详细介绍了构造 MST 的两个经典贪心算法：Prim 算法和Kruskal 算法，并从算法设计哲学上分析了它们各自的适用场景。 --- 结语：通往高效计算的阶梯 《数据结构与算法分析》旨在提供一套全面、深入且具有实践指导意义的知识体系。掌握了这些工具，读者将不再满足于“能跑起来”的程序，而是能够设计出在时间和空间上都达到最优或接近最优效率的复杂系统，从而真正驾驭大规模数据的挑战。本书是为有志于成为顶尖软件工程师、系统架构师或算法研究人员的读者量身定制的坚实阶梯。

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这本书最让我感到惊喜的是它对非线性电路分析的系统性。很多教材在讲到放大器饱和、截止这些非线性区时往往一笔带过，但《电路与模拟电子学》用了专门的章节来讨论限制现象以及如何通过偏置点的选择来优化动态范围。书中对耦合方式的讨论也非常全面，从直接耦合到阻容耦合，再到变压器耦合，甚至还提到了光耦在隔离电路中的应用，这体现了作者试图构建一个涵盖面广、覆盖层次深的知识体系。我在阅读时，特意对比了它在介绍电流镜电路时的论述，它不仅展示了基本的二管镜和改进型镜，还深入分析了早期工艺中存在的失配误差和输出阻抗不足的问题，这部分内容对于理解现代高精度集成电路设计中为什么会出现更复杂的电流源结构非常有帮助。总的来说，这是一本能带给你“知其所以然”而不是“只知其所以然”感觉的好书。

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这本书给我的整体感觉是，它更像是一部经典工具书的现代修订版，内容详实，推导严谨，适合需要进行深入理论学习或需要查阅经典公式和分析方法的读者。在讲解晶体管的饱和区和截止区特性时，作者没有简单地停留在开关概念上，而是结合了载流子注入和少数载流子存储效应，这让开关电路的延迟和功耗分析变得有据可依。我个人非常欣赏它在章节末尾设置的“拓展阅读”建议，虽然没有直接在正文中深入探讨，但为有兴趣的读者指明了后续深造的方向，体现了一种负责任的教学态度。唯一让我觉得稍有遗憾的是，在涉及快速傅里叶变换（FFT）在电路性能测试中的应用，以及数字信号处理与模拟电路接口（ADC/DAC）这些前沿交叉领域的内容时，相对比较保守，篇幅较少。但瑕不掩瑜，对于想把模拟基础打得无比坚实的读者来说，这本书无疑是一块非常好的垫脚石。

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拿到这本厚厚的《电路与模拟电子学》后，我最直接的感受是它的结构编排非常严谨，逻辑性很强，简直就是一本教科书典范。从最基础的电路元件（电阻、电容、电感）开始，逐步深入到直流与交流电路的分析方法，然后才引出有源器件——晶体管。作者对BJT（双极性结型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的讲解，简直是教科书级别的细致，从能级图、载流子漂移扩散过程，到建立起各自的小信号等效电路模型，每一步都推导得非常清晰，让人很难在理解上产生歧义。我特别喜欢它在介绍反馈原理和稳定性分析时所采用的图形化方法，那些波特图和奈奎斯特图的绘制和解读，通过大量的实例和图解，让抽象的稳定性概念变得具体可感。如果说有什么不足，那就是对于现代集成电路设计中的CMOS工艺特有的一些设计技巧和版图层面的考虑着墨不多，但这或许也符合它作为一本偏向基础理论讲解的定位吧。

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这本**《电路与模拟电子学》**的书，说实话，刚拿到手的时候我还有点期待，毕竟是专业课的基础嘛。翻开目录，那些熟悉的“欧姆定律”、“基尔霍夫定律”、“半导体PN结”这些字眼一下子扑面而来，感觉就像是回到了大学课堂，那些密密麻麻的公式和图示，仿佛能听见老师在耳边讲解。我尤其关注了关于运放（运算放大器）的部分，那块内容讲得相当细致，从基本结构到各种应用电路，比如反相放大器、同相放大器、加法器、积分器，书里几乎把能想到的应用场景都涵盖进去了，而且对各种工作状态下的波形变化都有深入的分析，这点对于我们实际做实验或者设计电路来说，是非常宝贵的参考资料。不过，可能是篇幅所限，有些高级一点的噪声分析和低频非线性失真这块的内容，感觉还是稍微欠缺了一点深度，对于想往射频或者更精细模拟电路方向钻研的读者来说，可能还需要再找其他更专业的书籍来补充。总体来说，作为一本打基础的教材，它绝对是合格甚至优秀的，能帮助初学者快速建立起对模拟电路的宏观认识和对基本器件的理解。

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对于我这种已经工作了几年，想回头梳理一下模拟电子学基础知识的工程师来说，这本书提供了一个极佳的回炉重造的机会。它的优势在于对概念的阐述极其扎实，绝不含糊其辞。例如，在讲解滤波器设计时，它不仅仅停留在巴特沃斯和切比雪夫这些经典原型上，还详细比较了它们在通带纹波和过渡带陡峭度上的权衡取舍，这种对比分析对于实际应用中的选型决策至关重要。我翻阅了几遍关于开关电源拓扑的章节，尽管篇幅不算特别大，但对 Buck、Boost 和 Buck-Boost 这三种基本拓扑的工作原理和关键参数的计算，解释得非常到位，让我对开关损耗和纹波抑制有了更深层次的认识。当然，作为一本偏重理论的著作，它在处理实际工程中遇到的电磁兼容性（EMC）问题时，显得有些力不从心，那些关于PCB布局、地线设计和屏蔽技术的实战经验，在这本书里找不到太多直接的指导。

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